内容正文:
第十章 浮 力
第2节 阿基米德原理
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目 录
练基础
练素养
练提升
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练基础
知识点1 浮力的大小
1.(邯郸永年期末)体积相同的铅球、铜块和木块浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,下列说法正确的是 ( )
A. 铅球受到的浮力最大
B. 木块受到的浮力最大
C. 铜块受到的浮力最大
D. 它们受到的浮力一样大
D
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2. 如图所示,刘老师把一金属块挂在弹簧测力计下并浸没在水中,弹簧测力计的示数为F。要使弹簧测力计的示数变大,下列做法可行的是 ( )
A. 往烧杯里加些酒精
B. 往烧杯里加些盐
C. 往烧杯里加些水
D. 把弹簧测力计向上提一下,但金属块不露出水面
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3.(保定期中)科学探究是初中物理课程内容的重要组成部分,探究的形式可以是多种多样的。如图所示,小红设计了实验来探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
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(1)实验的最佳顺序是________。
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、甲、乙、丙 C. 乙、甲、丁、丙
(2)通过实验可得到结论:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它________________________。
(3)下列情况会影响结论的是________。
A. 图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B. 图乙中物体未浸没在水中
B
排开的液体所受的重力
A
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知识点2 利用阿基米德原理进行计算
4.(邯郸期末)在溢水杯中盛满水,将体积为300 cm3的小球放入溢水杯中,小球静止时,用天平称出溢出水的质量为200 g,则小球排开的水所受的重力为________N,小球受到的浮力为________N。(g取10 N/kg)
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5. 在学校实验室,小明向装有50 mL水的量筒中放入一块没有吸水性的小石块,发现水面上升至60 mL,该小石块所受的浮力是________N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
0.1
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6.(新情境 先进科技)我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇在海拔约4 300 m的科考营地顺利升空。已知海拔4 300 m处的空气密度约为0.8 kg/m3。如图所示,该浮空艇在营地升空前体积达9 060 m3,此时浮空艇受到的浮力大小约为________N。(g取10 N/kg)
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7.(安徽中考)小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度。弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3 N(如图甲所示);将物块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为F2=2 N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)物块的质量m。
解:(1)由题知,物块的质量m====0.3 kg。
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(2)物块的体积V。
(3)物块的密度ρ。
解:(2)物块受到的浮力F浮=F1-F2=3 N-2 N=1 N;物块浸没在水中,物块的体积V=V排,由阿基米德原理可得,物块的体积V=V排===1×10-4 m3。
(3)物块的密度ρ===3×103 kg/m3。
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易错点 混淆“排开”与“排出”
8. 将质量为0.5 kg的物体,轻轻地放入盛有水的溢水杯中,当物体静止时,溢出了0.2 kg的水。关于此物体受到的浮力,下列判断正确的是(g取 10 N/kg) ( )
A. 浮力可能大于2 N
B. 浮力不可能等于2 N
C. 浮力不可能等于5 N
D. 浮力可能大于5 N
A
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9.(唐山丰南期末) 关于物体受到的浮力,下列说法正确的是 ( )
A. 物体的密度越大,受到的浮力越大
B. 物体浸没在水中越深,受到的浮力越大
C. 物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D. 漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
C
练提升
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10.(邯郸期末)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻地放入两杯液体中,最后两球的状态如图所示。甲、乙两球排开液体的重力相等,则甲、乙两球所受浮力相比 ( )
A. 甲球所受浮力更大
B. 乙球所受浮力更大
C. 甲、乙两球所受浮力一样大
D. 不知道液体密度,无法比较浮力大小
C
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11. 如图所示,甲、乙、丙三个实心球分别在不同的液体中静止,三个球的体积关系为V甲>V乙>V丙,三种液体的密度关系为ρ1=ρ2>ρ3,则三个球受到的浮力大小关系为 ( )
A. F甲>F乙>F丙
B. F甲=F乙>F丙
C. F甲>F乙=F丙
D. F甲=F乙=F丙
A
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12. 小明验证阿基米德原理的实验操作过程如图所示,下列说法正确的是 ( )
A. 完成图丙操作时,石块必须浸没在水中
B. 由乙、丙两图可知,石块受到的浮力F浮=F2-F3
C. 由乙、丙两图可知,F2>F3,说明石块所受的
重力减小
D. 由F2-F3=F1-F4可以得出,石块受到的浮力等于石块排开液体所受的重力
B
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13. 如图所示,小卡将装满水的溢水杯放到电子秤上,用一根体积、重力均不计的细线系住物块,并将其缓慢浸入水中,浸没后继续向下移动但未触底,在整个过程中 ( )
A. 物块受到的浮力不变
B. 水对溢水杯底的压强变大
C. 电子秤的示数不变
D. 细线对物块的拉力变小
C
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14. 铁块的体积是50 cm3,将铁块浸没在水中,则铁块排开水的体积是_______m3,排开的水所受的重力为_______N,铁块受到的浮力是________N。若铁块的一半体积浸在煤油中,那么它受到的浮力是____________N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ煤油=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
5×10-5
0.5
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15.(教材习题改编)请比较以下浮力的大小:相同体积的两个实心铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,受到的浮力F浮甲______F浮乙;同样重的实心铝块和铜块,都浸没在煤油中,受到的浮力F浮铝______ F浮铜;相同体积的实心铝块和铜块,都浸没在煤油中,受到的浮力F浮铝______F浮铜;同样重的实心铝块和铜块,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,受到的浮力F浮铝______ F浮铜。(已知ρ水>ρ煤油,ρ铜>ρ铝)
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16. 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5 N。把零件浸入密度为0.8×103 kg/m3的液体中,当零件的体积有露出液面时,测力计的示数是6 N,则金属零件的体积是________m3。(g取10 N/kg)
2.5×10-4
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17.(邢台信都期末)有质量相同的两个实心球,其密度分别为水的密度的2倍和3倍。把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端,然后将两球浸没在水中,此时两球所受浮力之比为________,两个弹簧测力计的示数之比为________。
3∶2
3∶4
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18. 体积为1×10-3 m3的塑料块浸没在水中,塑料块受到水的浮力为_______N;塑料块的重力为11 N,则它受到重力与浮力的合力为________N,方向为________。若将该塑料块放在密度为1.1×103 kg/m3的盐水中,此时它受到盐水的浮力等于重力,则塑料块浸入盐水的体积为________m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
10
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竖直向下
1×10-3
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19.(邯郸期末)如图甲所示,高为10 cm的长方体金属块在细绳竖直向上的拉力的作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,则金属块重力的大小为_____N,浸没在水中时金属块受到的浮力
是____N,该金属块的密度是________kg/m3。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
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2.7×103
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20. 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,弹簧测力计的示数是5.4 N。当把该零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是3.4 N。当把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是3.8 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮。
解:(1)金属零件浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F拉=5.4 N-3.4 N=2 N。
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(2)该零件的密度ρ件。
解:(2)金属零件的质量m===0.54 kg,当金属零件浸没在水中时,金属零件的体积V=V排===2×10-4 m3,金属零件的密度ρ件===2.7×103 kg/m3。
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(3)另一种液体的密度ρ液。
解:(3)当金属零件浸没在另一种液体中时,金属零件受到的浮力F浮′=G-F拉′=5.4 N-3.8 N=1.6 N,由F浮=ρ液gV排可得,液体的密度ρ液===0.8×103 kg/m3。
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21. 如图所示,一个重力为4 N、底面积为100 cm2的薄壁长方体容器放在水平桌面上,容器中装有20 cm深的水。用弹簧测力计悬挂一个玩具(玩具不吸水),玩具的双脚与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放玩具,直至玩具浸没在水中并继续匀速下放(玩具未与容器底
接触)。玩具下放过程中,测力计示数F与
玩具双脚浸入水中的深度h的关系如图乙所
示。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
练素养
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(1)玩具浸没在水中时受到的浮力。
(2)玩具的密度。
解:(1)玩具浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F′=10 N-2 N=8 N。
(2)由F浮=ρ液gV排可知,玩具浸没时排开水的体积V排==8×10-4 m3,玩具浸没时排开水的体积和自身的体积相等,则玩具的体积V=V排=8×
10-4m3,玩具的质量m===1 kg,则玩具的密度ρ===1.25×103 kg/m3。
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(3)当玩具浸没时,长方体容器对桌面的压强。
解:(3)容器中水的体积V水=Sh水=100 cm2×20 cm=2 000 cm3=2×10-3 m3,水的质量m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg,水的重力G水=m水g=2 kg×10 N/kg=20 N,将容器、水和玩具看成一个整体,根据力的平衡条件可知,容器受到的支持力F支=G水+G容+G-F′=20 N+4 N+10 N-2 N=32 N,容器对桌面的压力F压=F支=32 N,则容器对桌面的压强p===3 200 Pa。
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